JPS6048574B2 - ニッケル分を含有する水溶液からニッケル分を液−液抽出によって分離する方法 - Google Patents

ニッケル分を含有する水溶液からニッケル分を液−液抽出によって分離する方法

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JPS6048574B2 JP53024589A JP2458978A JPS6048574B2 JP S6048574 B2 JPS6048574 B2 JP S6048574B2 JP 53024589 A JP53024589 A JP 53024589A JP 2458978 A JP2458978 A JP 2458978A JP S6048574 B2 JPS6048574 B2 JP S6048574B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はニッケル分を含有する水溶液から液−液抽出に
よつてニッケル分を分離する方法に関する。
鉱石からニッケルを製造するのに使用することができる
方法のひとつは、鉱石を粉砕し、粉砕した鉱石を硫酸含
有水溶液で抽出することからなる。
こうして得られた酸性抽出水相は通常種々の金属イオン
を含有している。アルカリ性物質例えばアンモニア水を
この抽出相に加えて、有機溶剤および溶解した有機抽出
剤からなる抽出液によるニッケル分の選択的な液−液抽
出に適当なPH値に上げる。この有機抽出剤は水よりも
有機溶剤によく溶け、抽出すべき金属と錯体とを形成す
る。これらの錯体もまた水よりも有機溶剤によく溶ける
。液一液抽出は、ニッケル分を含有する水溶液を(好ま
しくは強く攪拌しながら)抽出液と接触させることによ
つて連続的に行なうことができる。
その後、有機相と水相とを分離し、分離した有機相を強
い鉱酸を含有する水溶液で処理(ストリツピング)する
。こうしてニッケル分をニッケル塩の形でストリツピン
グ水溶液に移し、次いで例えは水を蒸発させさらに/ま
たは温度を低下させることによつて塩として、あるいは
電気分解によつてニッケルとして分離することができる
。他方、不用になつた有機抽出剤を含有する有機相は、
新たなニッケル分の抽出に再び使用することが有利てあ
る。ニッケル分の分離の効果は、これ以後では’”抽出
率’’および゛’分配係数’’で表わすが、それらの定
義は以下に説明する。
ニッケル分を含有する水溶液を有桟抽出液と例えばt分
攪拌したとき、攪拌を続けながら、その混台物からサン
プルを取り出す。このサンプルを静置して水相と有機相
に分離し、有機相のニッケル含有率(’゛a’’M9N
i/1で示す)を測定する。有機溶液と水相の長い攪拌
の後、平衡に達したら、この混合物を水相と有機相に分
離し、有機相のニッケル含有率(’’b’’MgNl/
1て示す)を測定する。t分撹拌後の抽出率(百分率て
表わされる)は一×100 b て定義される。
t分攪拌後の分配係数はA C と定義される。
この場合、aは上に定義したものであり、゛゛c゛’は
水相のニッケル含有率(M9Ni/1て表わされる)で
ある。工業化を可能にするには、有機抽出剤が短い抽出
時間で高い抽出率および低いPHで高い分配係数を示さ
なければならない。
これらの2つの条件の :うちの前者は’“JOurn
aljnOrg.nucl.Chem.’’37(19
75)2187〜2195に記述された1分子当り12
〜16f固の炭素原子を有する対称α,β−アルカンジ
オンジオキシムによつては満足されない。これらの化合
物では、室温(20℃±2℃)でのニッケル フ分の分
離に際して、平衡に達するまでに数日を要する。今ここ
に上述の2つの条件は特別なグループのαβ−ジオキシ
ムによつて満足されることが見い出された。
本発明に従えば、ニッケル分を含有する水溶液からニッ
ケル分を液一液抽出によつて分離する方法において、実
質的に水と混和しない有機溶剤および一般式:(式中、
Aは少なくとも1個の有機基R゜で置換された芳香族基
を表わし、R゜は置換されていてもよい炭化水素基また
は水素原子を表わす。
)のα,β−ジオキシムの1種または2種以上からなる
有機抽出液を上記水溶液と接触させることを特徴とする
方法が提供される。ニッケル分を含有する水溶液はアン
モニア溶液であるが、酸性溶液であることが好ましい。
後者の場合、式(I)で表わされる特別なグループのα
,β−ジオキシムを使用すると、短かい抽出時間で高い
抽出率が得られるばかりでなく、同じPHで対称α,β
−アルカンジオキシムよりも高い分配係数も得られる。
このことは、上記の特別なグループのα,β−ジオキシ
ムは対称α,β−アルカンジオンジオキシムよりも低い
PHで使用することができ、それでも同じ分配係数を与
えることを意味している。PHが低ければ低いほど、ニ
ッケル分の選択的な抽出に適当なPH値を高くするのに
必要なアルカリ性物質(コスト節約のファクターである
)が少なくて済むことを意味する。式(I)においてA
で表わされる置換された芳j香族基は、芳香族性を有す
る5員環を持つ炭素環式基またはヘテロ環式基でもよい
炭素環式およびヘテロ環式基は単環でもよい。例として
はベンゼン(置換されたフェニル基)、ビフェニル、ナ
フタレン、アントラセン、チオフェン、フランおiよび
ベンゾチオフェンから誘導された置換された芳香族基が
挙げられる。非常に良い結果は置換されたフェニル基で
得られた。1個または複数の有機基R゜中の炭素原子の
合計数およびR゛中の炭素原子の数は厳密ではな′く、
非常に広範囲に変えてもよい。
しかし、R゜中の炭素原子の数は25以下特に7〜2廟
であることが好ましい。
有機基R゜は環状でも非環状でもよく、置換基を含んで
いてもよい。R’は炭素原子鎖に介在したヘテロ(異種
)原子を有していてもよい。非環状R゜が好ましく、非
環状R’は分枝状または非分枝状炭素鎖を有する。非環
状基の例には、アルキル、アルケニル、アルカン−ポリ
エニル、アルコキシ、アルキルチオおよびアルコキシカ
ルボニル基がある。1個または複数の有機基R’がアル
キル基である式(I)のα,β−ジオキシムが好ましい
アルキル基の例にはメチル、エチルおよびプロピル基な
らひに置換されたアリール基Aの芳香族核に対して第3
級炭素原子をもつて結合した3 〜2洞の炭J素原子を
有する非分枝状アルキルがある。1個以下の置換基R゜
の存在が好ましい。
この場合、有機基R゜は置換されたフェニル基の4−位
にある環内炭素原子に結合していることが好ましく、1
−位は−C(=NOH)−C(=NOH)−R゛基が結
合している環内炭素原子に対して与えられる。式(I)
の置換されていてもよい炭化水素基R”は、例えは置換
されていてもよいアルキル、アラルキル、シクロアルキ
ル、アリール、アルカリール(Alkaryl)、アル
ケニルまたはアルカン−ポリエニル基てある。R゛によ
つて表わされる基は、非炭化水素基例えばアルコキシ、
アルキルチオ、アリールオキシまたはアルコキシカルボ
ニル基を有していてもよい。R”はアルキル基を表わす
ことが好ましい。これらのアルキル基の中でも.1匡固
以下の炭素原子を有するものが好ましい。優れた結果は
R゛がメチル基を表わす式(I)のα,β−ジオキシム
によつて得られた。非常に良好な結果は、1−(4 −
アルキルフェニル)−1,2−ノナンジオンジオキシム
の混合.物、1− (4 −アルキルフェニル)−1,
2−プロパンジオンジオキシムの混合物および2−(4
−アルキルフェニル)−2−ヒドロキシイミノエタナー
ルの混合物であつて、その3つの混台物におけるアルキ
ル基が’’n−アルカンの混合物から−なる石油ワック
スの熱分解によつて得られる1分子当り10〜14個の
炭素原子を有するn−アルケンからなる混合物によるベ
ンゼンのアルキル化よつて’’芳香族核に対して第3級
炭素原子を以つて結合した炭素原子10〜14の非分枝
鎖を有するアルキィル基の混合物であるものによつて得
られた。
1分j子当り10〜14個炭素原子を有するn−アルケ
ンのこれらの混合物によるベンゼンのアルキル化によつ
て得られるアルキルベンゼンの混合物は、’’DOBA
NEJN’’の商標名で知られている。
他の適当な式(I)のα,β−ジオキシムは、1−(4
−ノニルフェニル)−1,2−アルカンジオンジオキシ
ムの混合物であつて、ノニル基が分枝状ノニル基−この
基はプロペンのΞ量化によつて得られる分枝状ノネンの
混合物によるベンゼンのアルキル化によつて芳香族核に
結合した一の混合物であるものである。少なくとも1個
の有機基R”て置換された式(I)の芳香族基Aは、所
望ならば更に1またはそれ以上の電子吸引性原子または
基で置換されていてもよい。
これらの電子吸引性原子および基は同一でも異なつてい
てもよい。電子吸引性置換基の例にはハロゲン原子特に
塩素、臭素およびフッ素原子、ならびにニトロ基、シア
ノ基およびアルコキシカルボニル基C(O)0R゜一式
中R゜は1〜2嘲の炭素原子を有するアルキルを表わす
一例えばメトキシカルボニルおよびエトキシカルボニル
基がある。式(I)のα,β−ジオキシムは、アンチ形
、シン形ならびに一対称α,β−ジオキシムの場合は−
1つのアンフィ形配置および一非対称α,β−ジオキシ
ムの場合は−2つのアンフィ形配置で存在する。これら
の配置の定義については、“MethOdenderO
r朗NischenChemie’’(HOuレn−W
eyl)、VOlx/4 (1968)、285ページ
を参照されたい。アンチ形配置の使用が好ましい。ニッ
ケル分および酸を含有する水溶液は、少なくとも1.6
例え1.6〜3のPHを有することが好ましい。水溶液
中のニッケル分の濃度は非常に広範囲に変えることがで
きるが、通常は0.0001−0.05モル/lである
。有機抽出液の水溶液に対する望ましい容量比は1:3
ないし3:1であること力伴υつた。しかしながら、こ
の範囲外の比を使用してもよい。一般には抽出は20〜
60’Cの温度でスムーズに進む。しかしながら、20
゜Cより低い温度および60’Cより高い温度を排除す
るわけてはない。ニッケル分を含む水溶液および実質的
に水と混和しない有機溶剤の相互混和性は5%Vを越え
ないことが好ましく、特に1%V以下であることが好ま
しい。適当な溶剤には例えばハロゲン含有溶剤例えば塩
素化炭化水素例えばクロロホルム、1,2−ジクロロエ
タンおよび1,2−ジクロロプロパン、ならびに塩素化
エーテル例えばジ(1,2−クロロエチル)エーテル、
ならびに炭 *化水素溶剤例えは芳香族炭化水素例えは
トルエン、キシレンおよびエチルベンゼンがある。抽出
されたニッケル分はその有機相を強酸例えは硫酸または
硝酸を含む水溶液で処理(ストリツピング)することに
よつて有機抽出相から回収することが有利である。こう
してニッケル分を相当するニッケル塩例えば硫酸塩また
は硝酸塩としてストリツピング水溶液に移し、その後上
述のように単離することができる。他方不用になつたα
,β−ジオキシムを含有する有機相はその後の本発明に
かかる抽出に再び使用することが有利である。本発明の
方法を実施する際、抽出およびストリッピング操作の双
方を単一ステージまたは多数の連続的なステージでバッ
チ式に行なつてもよいが、連続法で行なうことが好まし
い。
*本発明にかかる方法は鉄(■)分からニッケル(■
)分を分離するのに特に有用であり、また例えばコバル
ト(■)分からニッケル(■)分を分離するのに使用し
てもよい。
実施例で本発明を更に具体的に説明する。
実験は内直径7C77Zの250Trtι二重壁円筒状
ガラス容器で行なつた。
容器内の温度は、容器の内壁と外壁との間の空間に水を
循環させることによつて一定に保つた。容器には導入管
、底部にサンプリングコック、6枚羽根のタービン攪拌
器であつて反対側の羽根の先端と先端との間の距離が2
.8cmのもの、および容器の壁に固定され中心軸へ0
.7a以上伸びている4枚の邪魔板が付いている。攪拌
速度は2000回/分である。4種の試料水溶液I,■
,■および■を使用した。これらの試料溶液の塩濃度お
よびPH値を表Iに示す。最初の有機抽出液は有機溶剤
およびα,β−ジオキシムの混合物からなる。
有機溶剤はトルエンまたはクロロホルムてある。テスト
したα,β一ジオキシムの混合物(B,C,,C2およ
びDで示す)を表Πに詳述する。ジオキシムAは比較の
たJめに含めた。表■ ジオキンムまたはジオキシムの混合物 記号J8,9−
ヘキサデカンジオンジオキシムニAlOO%アンチ形配
置2−(4−CIO−14−アルキルフェニル)−2
−ヒドロキシイミノーエタナールオキBシムの混合物:
60%アンチ形配置1−(4 −CIO−14−アルキ
ルフェニル)−1,2−プロパンジオンジオキシムの混
C1合物:95%アンテ形配置同上;65%アンチ形配
置C2 ジオキシムまたはジオキシムの混合物 記号1τ(2−
5品督う讐:申゛BD物:76%アンテ形配置 ジオキシムB,C,,C2およびD中のC,O−,,−
アルキル基の混合物は同じ組成を有する。
これらのアルキル基は、’’n−アルカンの混合物から
なる石油ワックスの熱分解によつて得られた1分子当り
10〜14個の炭素原子を有するn−アルケンからなる
混合物によるベンゼンのアルキル化によつて’’芳香族
核に対して第3級炭素原子を以つて結合している。C,
O−,4−アルキル基の混合物は次の組成を有する(重
量%)。C,Ol3%C,。
25%C,,l2% C,,25%C,。
24% これらのアルキル基は非分枝状で、その20%は1−メ
チルアルキル基である。
実施例I〜■ これらの実施例は、本発明に従つて得られる分配係数が
同じPHのとき対称α,β−アルカンジオ ”ンジオキ
シムで得られる値よりも高いことを示す。
最初の有機抽出液はトルエンおよびアンチ形配置の濃度
が0.005モル/lのジオキシム混合物からなる。
100m1の最初の有機抽出液を円筒状容器に仕込んだ
攪拌器の羽根は、その有機溶液の表面に位置していた。
攪拌を始め、100m1の試料水溶液Iを容器に注ぎ込
んだ。温度は50℃に保つた。平衡に達したら、攪拌を
止め、放置して2層に分離させ、それから有機相および
水相の各ニツ*”ゲル濃度を測定した。その後、水相の
PHを25%wアンモニア水を加えることによつて僅か
に高くし、再び平衡に達するまで攪拌を続けた。放置し
て2層に分離させ、有機相および水相の各ニッケル濃度
を再び測定した。この手法でこの方法を続けた。3つの
ジオキシム混合物をこの方法でテストした。
表■は種々のPH値で測定した分配係数Dの対数を表わ
す。比較実験Iは相当する方法でジオキシムAを用いて
行なつたものであり、そのデータを比較のために表■に
含める。図1にはPHおよび10gDをそれぞれ横軸お
よび縦軸に取つた。
表■に記載した10gDおよびPHの値をプロットし、
4種の異なる符号で示す。符号の各々は図に示したよう
な1つのジオキシムまたはジオキシム混合物に相当する
。個々のジオキシムまたはジオキシム混合物に対して、
こうして得られた符号の各組を通して直線が引けた。ジ
オキシム混台物B,C,およびDに対する線は一致する
。実施例 ■〜■ これらの実施例は、本発明によれば、有機溶剤として芳
香族炭化水素を使用したとき、短い抽出時間の後に高い
抽出率が得られることを示す。
トルエンおよびアンチ形配置の濃度が0.005モ.ル
/l’のジオキシム混合物からなる最初の有機溶液10
0m1を円筒状容器に仕込むと、攪拌器の羽根が有機溶
液の表面に位置した。攪拌を始め、100m1の試料水
溶液■をその容器に注ぎ込んだ。温度を50’Cに保つ
た。攪拌を続けながら、種々の間隔・でその混合物から
サンプルを採取した。サンプルの層分離の後、有機相の
ニッケル含有率を測定した。攪拌を合計2時間続けたと
き、混合物が平衡に達し、撹拌を止めた。放置して容器
内の2層を分離させ、有機相のニッケル含有率を測定し
、その後抽出率を計算した。4種のジオキシム混合物を
この方法でテストした。
表■は、そこに記述した抽出時間後に測定した抽出率を
表わす。ジオキシムAを用いて相当する方法で行なつた
比較実験■のデータも比較のために含める。図2には抽
出時間(分)および抽出率(%)をそれぞれ横軸および
縦軸に取つた。
表■に示した抽出時間および抽出率の数値をプロットし
、図2に印す。個々のジオキシムまたはジオキシム混合
物に対して、こうして得られた符号の各組を通して曲線
が引けた。ジオキシム混合物BおよびDに対する曲線は
一致する。実施例 ■ この実施例は、本発明によれば、有機溶剤として塩素化
炭化水素を使用したとき、短い抽出時間の後に高い抽出
率が得られることを示す。
クロロホルムおよびアンチ形配置の濃度が0.03モル
/′のジオキシム混合物C2からなる最初の有機溶液1
00mLを円筒状容器に仕込むと、攪拌器の羽根が有機
溶液の表面に位置した。
攪拌を始め、100m1の試料水溶液■を溶器に注ぎ込
んだ。温度は30゜Cに保つた。実施例■〜■と同じ方
法で更に実験を続けた。表Vはそこに示した抽出時間の
後に測定した抽出率を表わす。ジオキシムAを用いて相
当する方法で行なつた比較実験■のデータも比較のため
に表■に含める。表Vに示した抽出時間および抽出率の
数値を図2と同じやり方で図3にプロットした。
実施例 ■ この実施例は本方法が鉄(■)分からのニッケル(■)
分の分離に特に有用であることを示す。
クロロホルムおよびアンチ形配置の濃度が0.03モル
/eのジオキシム混合物C2からなる最初の有機溶液1
00m1を円筒状容器に仕込むと、攪拌器の羽根が有機
溶液の表面に位置した。攪拌を始め、100mtの試料
水溶液■をその容器に注ぎ込んだ。温度は40′Cに保
つた。更に実施例1〜■と同じ方法で実験を続けた。表
■は4つのPH値のとき測定したニッケルおよび鉄の分
配係数を表わす。実施例xこの実施例は本方法がコバル
ト(■)分からのニッケル(■)分の分離に使用される
ことを示す。
クロロホルムおよびアンチ形配置の濃度が0.03モル
/eのジオキシム混合物C2からなる最初の有機溶液1
00m1を円筒状容器に仕込むと、攪拌器の羽根が有機
溶液の表面に位置した。
攪拌を始め、100m1の試料水溶液■をその容器に注
ぎ込んだ。温度は40℃に保つた。更に実施例1〜■と
同じ方法で実験を続けた。表■は3つのPH値のときに
測定した分配係数を表わす。
【図面の簡単な説明】
図1はPH(横軸)と分配係数の対数(縦軸)の関係を
示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ニッケル分を含有する水溶液からニッケル分を液−
    液抽出によつて分離する方法において、実質的に水と混
    和しない有機溶剤と一般式:▲数式、化学式、表等があ
    ります▼( I )(式中、Aは少なくとも1個の有機基
    R^2で置換された芳香族基を表わし、そしてR^1は
    置換されていてもよい炭化水素基または水素原子を表わ
    す)のα,β−ジオキシムの1種または2種以上とから
    なる有機抽出剤を上記水溶液と接触させることからなる
    ことを特徴とする方法。 2 水溶液が酸をも含んでいることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の方法。 3 式( I )のAが置換されたフェニル基を表わすこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の方法。 4 1個または複数の有機基R^2中の炭素原子の合計
    数が25未満であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項ないし第3項のいずれかに記載の方法。 5 1個または複数の有機基R^2中の炭素原子の合計
    数が7〜20であることを特徴とする特許請求の範囲第
    4項記載の方法。 6 1個または複数の有機器R^2がアルキル基である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項の
    いずれかに記載の方法。 7 Aで表わされる置換された芳香族基が1個以下の有
    機基R^2を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第6項のいずれかに記載の方法。 8 有機基R^2が、置換されたフェニル基の4−位に
    ある環内炭素原子に結合しており、1−位は−C(■N
    OH)−C(■NOH)−R^1基が結合している環内
    炭素原子に対して与えられていることを特徴とする特許
    請求の範囲第3項または第7項記載の方法。 9 式( I )のR^1がアルキルを表わすことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに
    記載の方法。 10 式( I )のR^1が10個以下の炭素原子を有
    するアルキル基を表わすことを特徴とする特許請求の範
    囲第9項記載の方法。 11 アルキル基が、炭素原子10〜14個の直鎖を有
    するアルキル基の混合物であつて、そのアルキル基が“
    n−アルカンの混合物からなる石油ワックスの熱分解に
    よつて得られた1分子当り10〜14個の炭素原子を有
    するn−アルケンからなる混合物によるベンゼンのアル
    キル化によつて”芳香族核に対して第3級炭素原子をも
    つて結合したものである1−(4−アルキルフェニル)
    −1、2−プロパンジオンジオキシムの混合物を使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第8項または第10
    項記載の方法。 12 アルキル基が炭素原子10〜14個の直鎖を有す
    るアルキル基の混合物であつて、そのアルキル基が“n
    −アルカンの混合物からなる石油ワックスの熱分解によ
    つて得られた1分子当り10〜14個の炭素原子を有す
    るn−アルケンからなる混合物によるベンゼンのアルキ
    ル化によつて”芳香族核に対して第3級炭素原子を以て
    結合したものである1−(4−アルキルフェニル)−1
    、2−ノナンジオンジオキシムの混合物を使用すること
    を特徴とする特許請求の範囲第8項または第10項記載
    の方法。 13 アルキル基が炭素原子10〜14個の直鎖を有す
    るアルキル基の混合物であつて、そのアルキル基が“n
    −アルカンの混合物からなる石油ワックスの熱分解によ
    つて得られた1分子当り10〜14個の炭素原子を有す
    るn−アルケンからなる混合物によるベンゼンのアルキ
    ル化によつて”第3級炭素原子を以て芳香族核に対して
    結合したものである2−(4−アルキルフェニル)−2
    −ヒドロキシイミノエタナールオキシムの混合物を使用
    することを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法
    。 14 式( I )のα,β−ジオキシムをアンチ形配置
    で使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第13項のいずれかに記載の方法。 15 水溶液が少なくとも1.6のpHを有することを
    特徴とする特許請求の範囲第2項ないし第14項のいず
    れかに記載の方法。 16 20〜60℃の温度で行うことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項ないし第15項のいずれかに記載の方
    法。 17 実質的に水と混和しない有機溶剤が芳香族炭化水
    素からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第16項のいずれかに記載の方法。 18 芳香族炭化水素がトルエンであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第17項記載の方法。 19 実質的に水と混和しない有機溶剤が塩素化炭化水
    素からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第18項のいずれかに記載の方法。 20 塩素炭化水素がクロロホルムであることを特徴と
    する特許請求の範囲第19項記載の方法。 21 ニッケル分を含有する水溶液が鉄(III)分も含
    有していることを特徴とする特許請求の範囲第2項ない
    し第20項のいずれかに記載の方法。 22 形成された有機抽出相を水相から分離し、抽出し
    たニッケル分を分離した有機抽出相から回収することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第21項のいず
    れかに記載の方法。 23 抽出したニッケル分を強酸を含む水溶液によつて
    有機抽出相から抽出することを特徴とする特許請求の範
    囲第22項記載の方法。
JP53024589A 1977-03-07 1978-03-06 ニッケル分を含有する水溶液からニッケル分を液−液抽出によって分離する方法 Expired JPS6048574B2 (ja)

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